双并联冷凝器水冷热泵系统模拟与试验研究

运用EES编程建立了水冷热泵系统的数学模型,对系统的制热性能进行了模拟计算,主要分析了室内环境温度、冷却水进口温度和流量对系统制热量性能系数和能效比的影响。模拟结果表明:室内环境温度对系统性能系数和能效比影响很大,随着温度的升高制热系数降低;在一定范围内随着进水温度和流量的升高,系统性能系数和能效比急剧增大,但随后趋于平缓,存在最佳流量。通过模拟研究了运行参数对性能的影响,为实际的开发设计和验证提供了依据。根据理论设计,搭建试验样机,利用空调焓差室对该机组进行试验研究,对试验样机在名义工况下的制冷、制热性能进行了测试,水侧和制冷剂侧热平衡偏差在5%以内,进一步验证了测试的准确性。测试结果表明,制冷工况时的性能系数和能效比均低于制热时的,采用双并联冷凝器设计,对于较大制冷量和制热量热泵系统具有明显优势。     

变频空气源热泵技术

以变频热泵空调器、热泵型VRF空调系统以及我们提出的双级压缩变频空气源热泵系统、供冷／供热／供生活热水变频空气源热泵系统为研究对象,分析变频技术引入空气源热泵系统带来的功能拓展和性能提升。     

Feasibility study of a hybrid renewable energy system with geothermal and solar heat sources for residential buildings in South Korea

This study investigates the economic feasibility of a hybrid renewable energy system (HRES) that uses geothermal and solar heat sources for water heating, space heating, and space cooling in a residential building in Korea. A small-scale HRES consists of a geothermal heat pump for heating and cooling, solar collectors for hot water, a gas-fired backup boiler, and incidental facilities. To determine whether the HRES will produce any economic benefits for homeowners, an economic analysis is conducted to compare the HRES with conventional methods of space heating and cooling in Korea. The payback period of a small-scale HRES is predicted as a maximum of 9 yrs by life cycle costing based on a performance index compared with conventional systems. However, the payback period of large-scale HRES above 400 RT is 6 yrs to 7 yrs.     

直热式空气源CO2热泵热水器系统运行特性试验研究

设计了一种直热式空气源CO₂热泵热水器系统,利用试验研究的方法研究了环境温度、气冷器冷却水入水温度及流量对系统性能的影响。试验结果表明:设计的空气源CO₂热泵热水器系统,其系统能效系数(COP_h)基本达到了国家标准;环境温度、气冷器冷却水入水温度以及流量对系统COP_h、系统制热量以及气冷器出水温度的影响显著。通过调节热泵热水器系统低温热源温度、气冷器冷却水入水温度及流量,可改善系统COP_h,提高系统制热量以及气冷器出水温度。     

多功能空气源热泵机组冬季运行工况性能测试分析

通过搭建多功能空气源热泵机组试验平台,测试了多功能空气源热泵在冬季工况下的运行性能。通过试验测试分析,得出了多功能空气源热泵在制热、制热水以及制热+制热水模式下运行时,机组制热功率、机组总制热量和COP值的变化规律,为多功能空气源热泵机组的应用和改进提供了有价值的参考和依据。     

CO2跨临界水-水热泵系统模拟与试验研究

主要对带节流阀的CO2跨临界水-水热泵系统建立了数学模型,对系统的制热性能进行了模拟计算,并与试验数据做了对比。主要分析了高压侧压力、冷却水和冷冻水的进口温度和流量分别对系统制热系数和制热量的影响。结果表明,模拟计算结果与试验测试值的一致性较好,从而验证了模型的可信度。模拟所得对应最大制热系数的最佳高压侧压力与实验结果存在一定的偏差。系统的制热性能系数和制热量随着冷却水进口温度的升高而降低,随冷冻水进口温度的升高而增大;而且都随着冷却水和冷冻水流量的增加呈现出升高趋势。     

空气源蓄热式土壤源热泵系统模拟研究

提出了空气源蓄热式土壤源热泵系统,该系统将夏季自然空气热量蓄存于土壤中,冬季再由热泵取出供热,即实现了可再生能源的移季利用又能解决严寒地区应用土壤源热泵引起的土壤全年总取热量与总排热量失衡的问题.为研究系统运行特性,建立了系统全年仿真模型,并以哈尔滨某建筑为例进行了模拟计算.结果表明,经移季蓄热埋管管壁处土壤温度升高了3.2℃,显著改善了热泵运行条件,使得供暖保证率达到了99.5％,热泵性能系数为3.99,系统全年供热性能系数为2.56.证明了该系统在严寒地区应用是可行的.     

微型电动汽车热泵空调系统设计与试验研究

为了提高某微型电动汽车有效续航里程,对其原有空调系统及换热器进行了改进设计与研究,新热泵空调系统采用4个电磁阀对其冷暖模式进行切换,通过焓差室对换热器和系统的性能进行了测试.首先比较了两种不同流程布置室外微通道换热器的换热能力;进而分别将原空调系统换热器和所设计换热器应用于该热泵空调系统,试验研究了压缩机转速和环境温度...     

武汉市某办公楼地源热泵-相变蓄冷系统的优化配置

相变蓄冷技术和地源热泵技术的结合既能实现节能,又能实现电力上的移峰填谷。本文介绍了武汉某办公楼地源热泵系统+相变蓄冷系统的优化设计,并对不同蓄冷比率下的系统稳定性和经济性进行分析,最终确定地源热泵与相变蓄冷的联合运行模式及最佳蓄冷率。     

基于热泵和太阳能的住宅供暖供冷供生活热水三联供系统研究

基于热泵和太阳能的住宅供暖供冷供生活热水三联供系统是一项符合社会可持续发展的,节能环保的技术措施。该系统以直流变频空气能热泵为核心,结合太阳能、电能及其他能源,向住宅供暖、供冷及提供生活热水,着重解决了直流变频空气能热泵向住宅高效供暖、供冷、供生活热水,和太阳能及其他备用能源的联动,面向住宅供暖冷及生活热水的系统集成关键技术及工艺等问题。     

土壤蓄冷与土壤耦合热泵集成系统的研究

针对建筑物空调系统电力负荷日益增加，特别是电力高峰时段的负荷较大，提出了一种利用土壤蓄冷与土壤耦合热泵集成系统的设想。该系统是将蓄冷技术与土壤耦合热泵系统有机地结合起来，充分利用了冻土蓄冷技术与土壤耦合热泵系统的优点，将土壤耦合热泵系统的地下埋管换热器兼作蓄冷装置，利用夜间电力的低谷期，将冷量全部或部分地贮存到地下，以供白天用电高峰期空调用。本文给出了该系统的设计思想和试验方案，为推广与应用该系统打下理论基础。     

太阳能燃气热泵供暖系统及余热回收分析

对太阳能燃气热泵供暖系统及余热回收性能进行了研究。建立了系统的仿真模型,对套缸冷却系统和排烟余热回收器进行了模拟计算。分析了套缸冷却水流量的变化规律、确定了排烟余热回收比(排烟余热中回收的热量占排烟余热总热量的比例)、热回收循环水流经套缸冷却器及排烟余热回收器后的温升情况,最后以沈阳地区某建筑为例,对系统余热回收的经济性进行了分析。结果表明:发动机转速每增加100r/min,所需的套缸冷却水流量增0.285~1.21g/s;排烟余热回收比为0.7时,系统可以获得最大的能源利用率(是指有效利用部分与总能源量的比值);热回收循环水流经套缸冷却器后温度上升2~5℃,在最佳的余热回收比下,热回收循环水流经排烟余热回收器后温度可提高2℃左右;运行时间超过2年时,余热回收型太阳能燃气热泵比非余热回收型太阳能燃气热泵更加经济。     

小型HFC-32冷水(热泵)机组的性能试验研究

开发了小型HFC-32风冷冷水(热泵)机组和水(地)源热泵机组,针对风冷机组开展了名义制冷工况、名义制热工况、制冷最大负荷以及制热最大负荷等工况的系列试验,针对水(地)源热泵机组开展了水环式、地下水式以及地埋管式应用场合的名义制冷和名义制热试验,试验结果表明,与同规格的HFC-410A机组相比,HFC-32机组的制冷(热)量、功率均有所提升,能效略低一些,压缩机排气温度上升16.5~19.5℃。     

A new method for field test of the heating capacity of air source heat pumps

The operation performance measurement of the air source heat pumps in the field, in which conditions are complicated and the accuracy could not be ensured, is very crucial for its performance evaluation and improvement. In this investigation, a novel method for measuring the heating capacity of the air source heat pump is established. An auxiliary electric heater is installed along the pipeline between the compressor and the condenser, and the refrigerant temperature difference caused by the heater is gathered to calculate the refrigerant mass flow rate based on the energy conservation. The heating capacity is calculated with the measured data of the refrigerant enthalpy at the inlet and outlet of the condenser and the refrigerant mass flow rate of the compressor discharge pipe. The validation results in laboratory tests show that the measured heating capacity accuracy is within 9.2%. It is also found that the impact of the novel test method on the heating capacity of the air source heat pumps is below 1.7%, and the power consumption of the tested units is increasing of within 1.8% compared with it when the electric heater is off. The refrigerant enthalpy difference method with an electric heater presented in this research can be applied to measure the heating capacity of different air source heat pump air heaters accurately in the field, which will be much helpful to improve the performance for cleaning heating in northern China.     

低谷电驱动双级耦合热泵蓄能空调系统优化

针对寒冷地区周边无热网且环境要求较高的建筑对象,提出了利用低谷电驱动的空气源双级耦合热泵蓄能空调系统,介绍了系统的组成和运行原理,分析确定了系统优化目标变量,建立了系统优化数学模型,针对126m2某办公建筑,研究了热泵容量和关闭温度对经济性的影响规律,结果表明:在乌鲁木齐的气候条件下,热泵的最优关闭温度为-20℃,额定制热量为8k W,系统全年平均COP为1.71,系统全年运行费用仅较集中供热和分体空调方案高4%,表明该系统具有一定的应用可行性。     

基于频域分解的房间冷负荷建模及软测量技术

准确的实时冷负荷是空调运行过程节能的基础,传统的冷负荷计算方法复杂费时,无法满足实时调控的要求。软测量是一种先进的方法,但由于房间冷负荷无法直接测量,因此基于样本数据无法实现软测量模型的参数辨识。针对冷负荷软测量技术的这一瓶颈问题,通过冷负荷的机理分析与建筑能耗仿真软件模拟数据的分析,发现冷负荷在频域中集中分布在以一天为周期的频率点及其二次三次谐波上,利用冷负荷这一频域特性本文提出了一种基于房间温度响应的冷负荷实时软测量技术。该方法通过频域分解,选择不含冷负荷的频域段进行蓄热过程的参数辨识,从而避开了辨识过程对无法实测的实时冷负荷真实值的依赖。基于可测的空调供冷量、房间温度和辨识得到的蓄热系数,就可以利用房间热平衡方程进行冷负荷建模并实现其软测量。通过在建筑能耗仿真平台上的仿真及实际房间的实测实验表明,该方法可以快速有效地实现房间实时冷负荷的软测量,相对于基于机理分析或软件计算的方法更具实用性,同时本方法也为其他难测变量的软测量技术提供了借鉴思路。     

空气源热泵全年运行的经济性分析

通过对空气源热泵（ASHP）与电动水冷机组 供热锅炉的冷热源方式的对比，从能源利用率与全年运行费用两个方面面对ASHP的经济性进行了分析，明确了能源价格比、气候条件、建筑负荷因素与经济性之关系，指出了ASHP适宜使用的条件和范围。     

双级耦合热泵供暖的理论与实践

介绍了近年来笔者开展的双级耦合热泵供暖系统的研究进展,主要包括双级耦合热泵供暖系统的形式、系统在我国“三北”地区应用的预测分析、供单、双级混合热泵供暖系统用的空气／水热泵的实验研究、系统的实际工程应用与测试等,以期推动该系统在我国寒冷地区的应用与发展。     

一种宽工况空气源热泵性能的实验研究

分析了喷气增焓系统、改进的翅片管以及喷液旁通对空气源热泵热工性能的影响,并进行额定制冷、制热、融霜以及低温制热的实验研究。实验结果表明:喷液增焓能够改善低温制热时的热工性能,制热量能够提高5%~15%;翅片管的改进能够延长结霜时间,缩短融霜时间;制冷时的喷液能够有效降低压缩机吸排气温度,对制冷量和功率的影响极小。3种技术的使用,改善了机组在恶劣工况下的热工性能。     

太阳能热泵地板辐射供暖系统的实验研究

设计建立了以热管式真空管太阳能热水器和水源热泵机组为热源,以地板辐射采暖系统为末端装置的太阳能热泵地板辐射供暖系统实验台。通过对实验台冬季供暖工况的实验研究,考察了采暖房间的热力过程以及太阳能集热器、热泵机组等主要设备的工作性能。实验结果表明,实验台设计方案可行,主要设备的工作性能达到了设计要求。